主持人:周慶瑞先生是我國第一條地鐵籌建和設計的工程師之一,他親歷了這條地鐵跨越十年,兩落三起的籌建歷程。如今周老已年近90歲,還依然奮斗在地鐵工作崗位。
周慶瑞:此次中國城市軌道交通協(xié)會組織老一輩城軌交通專家回顧歷史,意義非凡。既使我們較全面了解我國城市軌道交通發(fā)展的全貌,也進一步了解過往的一些有益經(jīng)驗。
1956年,我國開始成立第一個地鐵建設機構(gòu)——北京地下鐵道籌建處,至1965年北京地下鐵道正式開工建設,這是十年的歷史期間,確定了我國地鐵的部分重要決策和原則,目前這段歷史鮮為人知。我們是第一代地鐵建設者,我們這一代開始參加地鐵建設的人,直到目前還擔任職務并承擔具體工作的,可能就剩我一個人了,所以我有責任把我所知道的情況,進行簡要回顧。
在北京地下鐵道正式動工之前,整個進展都不是很平坦。
第一個五年計劃期間,《北京改建和擴建規(guī)劃草案》中提出,必須盡快發(fā)展地下鐵道;1956年7月至8月,北京市委兩次給中央“打報告”;1956年9月5日,這是一個很重要的日子,就在這一天,中央批準成立北京地下鐵道籌建處,正式啟動北京地鐵的建設。
為什么要叫做北京地下鐵道籌建處,而沒有加北京市?這是因為該機構(gòu)由北京市、鐵道部和地質(zhì)部共同抽調(diào)人員組成,在中央直接關注下進行工作,我屬于從北京市抽調(diào)來的。在1955年畢業(yè)后,我被分配到北京市都市規(guī)劃委員會工作,當時的主任姓佟,清華大學梁思成[1]教授是副主任。從各單位被抽調(diào)到籌建處約有30人,我們對地下地道只是有一個概念,很少有進一步的了解。
當時中蘇關系較好,我們國家與前蘇聯(lián)政府聯(lián)系,派了莫斯科地下鐵道設計院的總工程師巴雷什尼可夫等五位資深專家前來協(xié)助和指導地鐵建設工作,主要工作是協(xié)助完成線路規(guī)劃、深埋或者淺埋地下鐵道結(jié)構(gòu)方案,以及工程籌劃。
巴雷什尼可夫是前蘇聯(lián)的院士,前來協(xié)助的專家都參加過莫斯科二十世紀三十年代建設地鐵初期的工作,經(jīng)驗十分豐富,熱情又認真,在協(xié)助工作的同時,還比較系統(tǒng)地介紹地鐵知識。
那時候,我剛從學校畢業(yè),在大學外語學的都是俄文,所以我承擔做筆記的工作,筆記整理好后裝訂成冊,給那些沒有機會直接聽蘇聯(lián)專家講課的人,作為學習和參考資料。
到了1957年,國內(nèi)形勢發(fā)生了變化。中央決定地鐵暫時不修建,并傳言可能10年之內(nèi)不會再修建地鐵,導致部分鐵道部同志想回崗工作。此時,周恩來總理指示:要把骨干力量保存下來,深化地鐵研究。這就是地鐵的“第一次上馬”和“第一次下馬”。
在此階段主要的成果是研究了北京地鐵究竟是深埋還是淺埋。前蘇聯(lián)專家就二戰(zhàn)時期地鐵的用處介紹到:德國軍隊兵臨莫斯科城下時,蘇聯(lián)的指揮系統(tǒng)就設在地下鐵道車站里,指揮戰(zhàn)斗直至勝利,十分安全;二戰(zhàn)時期的倫敦,德國的飛機狂轟濫炸的時候,很多倫敦市民就躲到地下鐵道里面保全了生命。所以,當時上級表示北京地鐵應該深埋。
如果采取深埋的話,北京的地質(zhì)情況是一個難題。北京地下第一層為第四紀地層,是含水量很大的松軟地層,那時候水位很高,地面下兩三米就能看到水;在下面是比較穩(wěn)固的第三紀地層,它的分布也非常特別,從公主墳到東單,一直在向東傾斜,東單的厚度約有100米。假如車站埋在基巖里,從地面采用斜隧道自動扶梯通到車站里,需要穿過很厚的一層含水地層,施工難度很大,當然也可以采取凍結(jié)法,但費錢又費事;另一方面,地鐵的自動扶梯傾斜角度是30度,假設100米的埋深,自動扶梯長度應為200米。當時我國的自動扶梯不要說這么長的,就是稍微短一點的也做不出來,特別是要從地面到這么深的地下去,這個過程得耗費十分鐘左右,不利于應急疏散。當時這個問題很難辦,上級領導都非常重視。
恰在那時,我接到一個任務是組織一個內(nèi)部的展覽并擔任講解員之一,展覽主要布置了墻上圖紙和線路方案,包括隧道的深埋方案和淺埋方案等。開展下午的第一位領導是時任北京市市委書記的劉仁同志,他進來之后,讓我從頭到尾給他介紹一遍,劉書記很仔細地聽完后表示:毛主席來的時候,介紹的時間要縮短一點,特別專業(yè)的詞匯再補充一些通俗的解釋。這時我才知道,毛主席也十分關注北京地鐵的建設。印象較深的是接待徐向前[2]元帥,他在聽完我的介紹之后,讓我搬個凳子過來,他坐下后問我,看過的一個弧形的、像瓦片一樣的鐵塊是干嘛用的?當時我理解他指的是莫斯科地鐵的鑄鐵管片,于是講解到這是莫斯科地鐵的一種施工機械,叫盾構(gòu)。盾構(gòu)主要用于前面開挖隧道,后面拼裝砌塊,從而組成一個隧道的外殼,使得地鐵列車駛?cè)?,這種施工方法,速度比較快,而且比較安全。他點點頭,我理解他可能是聽明白了。后來接到通知毛主席要到南方去,這次展覽不來了。
第一次“上下馬”之間,對于深埋和淺埋還沒有做出最后的決策,那么決定是什么時候做出的呢?是在地鐵第二次“上馬”的時候,中央軍委在廣州開擴大會議,北京地鐵工程局的局長陳志堅、地鐵設計處總工程師謝仁德等到會,并當面給周恩來總理和六位元帥進行了匯報,說了深埋、淺埋的優(yōu)點以及在實踐中的一些困難。此后,我們在北京公主墳和木樨地挖了兩個百米左右的豎井。根據(jù)周總理指示,當時有關領導下去再親自體驗一下,表示施工難度還是比較大,特別是上下很費時間。最后,中央就決定采用淺埋方案進行隧道施工。
1958年大躍進的形勢下,我們國家再次提出了建設北京地下鐵道,由鐵道部負責在北京成立了地下鐵道工程局。當時我們籌建處這些設計人員不夠,于是在鐵道部第三設計院抽調(diào)了部分人員組成了設計處,隸屬于地下鐵道工程局,并同時撤銷了北京地鐵籌建處的建制。此時,前蘇聯(lián)主動提出要派專家參與工作,但是由于赫魯曉夫當政,中蘇關系當時并不太好,我們不大希望他們再介入工作,結(jié)果還是來了。當時,來的專家專業(yè)上是施工和設備系統(tǒng)的,相較第一批專家年輕、經(jīng)驗少,來后不久,赫魯曉夫就單方面提前撤掉了全部專家,實際上,第二批前蘇聯(lián)專家在中國沒起太大的作用。
1960年,我國出現(xiàn)三年自然災害,大大縮小了建設規(guī)模,導致了地鐵的第二次“下馬”,并調(diào)整參與地鐵建設人員,僅保留一些骨干力量,包括我。主要的調(diào)整是把設計處劃歸鐵道部的專業(yè)設計院,后來因為我們主要是進行一些研究工作,所以又改成了地下鐵道研究所,隸屬于鐵道科學研究院領導。
第二次“下馬”之后,我的主要工作都是工程結(jié)構(gòu)方面,因為北京地鐵的設計荷載比較大,所以在結(jié)構(gòu)上會出現(xiàn)一般建筑不會出現(xiàn)的問題。比如,因為地下空間本身就比較狹窄,出現(xiàn)肥梁胖柱的問題。經(jīng)過調(diào)查,有一種叫鋼管混凝土柱的工藝,鋼管在外面,里面打鋼筋混凝土,柱子在受力之后,混凝土向外崩,鋼管進行約束它,不讓它向外膨脹,這樣就提高了承載能力,也就是利用這個方法減小了把柱的直徑。當時,中國科學院土建研究所(后改名為力學研究所)在這方面做了試驗,試驗結(jié)果認為鋼管混凝土受力情況很好,而且當時在一些大的廠房中都要采用,初步奠定了我們的信心。但是,應用在地鐵的話,它不僅要承受靜力荷載,還要承受動力荷載。所以,我和羅家謙工程師到清華大學土建實驗室,在陳肇源等幾位教授的協(xié)助下,進行了動力試驗,結(jié)果證明性能也很好,這就使得我們心里比較踏實。
經(jīng)過清華的動力試驗后,上級提出,鋼管混凝土柱這么重要的結(jié)構(gòu),我們最好做一個1:1的實柱試驗,但當時沒有這么大壓力的試驗機。正好,那時候在上海重型電機廠,有一種我們國家剛剛研制成功的萬噸水壓機,壓力最大可達1.2萬噸。但是,要在那個機器上試驗,我們覺得還是有一定風險。例如,這個柱子受壓之后是脆性破壞還是塑性破壞,我們并不知道,這要“啪”的崩了,可能會給機器帶來問題或損傷,當時這個萬噸水壓機是我們國家剛試驗成功的,全世界只有四臺。好在當時機械部主管水壓機研制的領導同意并支持我們的實驗。
當時,我就在試驗現(xiàn)場,1:1的大柱子就放在水壓機里進行施壓,5噸、10噸、50噸、100噸……直到達到我們的設計荷載,一直穩(wěn)如泰山。后來,我們想知道里面混凝土的情況,剖開鋼管發(fā)現(xiàn)混凝土也成了一個塑性變形,于是我就感覺,鋼管混凝土柱不僅承載能力夠,而且受力性能很好,所以很放心地用在地下鐵道。
胖柱的問題解決了,然后就要解決肥梁的問題。我們的地下結(jié)構(gòu)梁用混凝土的標號,已經(jīng)沒有再增強的空間了,所以我們就想在鋼筋上面下點功夫,準備用一些高強度鋼筋。但是,強度越高,含碳量就越高,脆性也會增加,對承重振動荷載很不利。并且,梁一般都比較短粗,都是受彎破壞;像這種大梁,梁短可能會受剪破壞,受力性質(zhì)也不一樣。所以,當時根據(jù)領導的安排,我?guī)ьI一個研究組,再次進入清華大學,做了很多大比例梁的試驗。這也是在清華大學陳教授的協(xié)助下,進行了系統(tǒng)動力配套研究。于是,我們一定程度上提高了高強鋼筋的性能,肥梁的問題也得到適當?shù)母纳啤?/p>
地鐵剛開始上馬的時候,我把鋼管混凝土柱和肥梁這些資料進行整合,并結(jié)合前蘇聯(lián)和其他相關的地鐵設計規(guī)范,編制了《北京地下鐵道明挖隧道結(jié)構(gòu)設計規(guī)定》,編好之后送給上級主管技術(shù)部門進行審查和采用。我覺得該規(guī)定在指導建設和保障工程質(zhì)量和安全方面,起到了很大的作用。
地鐵正式上馬后,設計部門已經(jīng)劃歸到北京市,成立了北京城建設計研究院,施仲衡同志是總工程師。一期工程剛做完,我們想是不是應該編一本規(guī)范,施仲衡跟我們想法完全一樣,他也是非常重視,聯(lián)系建設部后,可以作為國家標準來編。但是那時編的規(guī)范有一個原則,進入規(guī)范規(guī)定必須是成熟的經(jīng)驗,研究過程中的東西不能在里面。當時我們只有淺埋明挖,所以第一本《地鐵設計規(guī)范》(1992年發(fā)布)對于地鐵是不全面的,僅有淺埋明挖隧道結(jié)構(gòu)設計。一直到后來,廣州和上海采用盾構(gòu)施工的暗挖隧道,有了相關成熟的經(jīng)驗之后,在施總的主持下請了廣州和上海的一流專家,各專業(yè)口負責具體編制,我來進行統(tǒng)稿,最后經(jīng)由施院士審定后,送審、采用,共同編制了2003年版的規(guī)范。當時,這本《地鐵設計規(guī)范》是我們國內(nèi)當時地鐵一流專家的智慧結(jié)晶,在指導我們設計地鐵方面起了很大的作用。
但是,科學是發(fā)展的,規(guī)范也在不停修訂,目前執(zhí)行的應是2013年版的《地鐵設計規(guī)范》。
基于這幾本規(guī)范的編制工作,我在這里積累了一些經(jīng)驗,所以我后來就被重慶軌道公司邀請過去,協(xié)助他們組織編制了國家標準《跨座式單軌交通設計規(guī)范》、《跨座式單軌交通施工及驗收規(guī)范》。前幾年,我接受北京城建院軌道院于松偉院長的安排,也協(xié)助他們編制了國家標準《輕軌交通設計標準》。目前,我也受中鐵工程設計咨詢集團公司的聘請,協(xié)助他們編制國家行業(yè)標準《懸掛式單軌交通技術(shù)標準》。
建設部的編制規(guī)范原則已經(jīng)發(fā)生改變,過去必須是成熟經(jīng)驗的總結(jié),現(xiàn)在提出“標準先行”,推進技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)發(fā)展,所以目前這些標準都是具有前瞻性的。
1964年,我國經(jīng)濟全面恢復,但是國際形勢比較嚴峻,除了和美國關系不好,跟前蘇聯(lián)的關系也惡化了,所以在深挖洞、廣積糧的形勢下,中央提出來正式建設北京地下鐵道。
1965年1月,成立了地鐵建設領導小組,由當時的北京軍區(qū)司令員楊勇?lián)谓M長,北京市萬里副市長、鐵道部武競天副部長任副組長。地鐵建設領導小組成立之后,給中央寫了一個地下鐵道修建方案,當時很多中央領導都在上面批示了。在這個批件上,李富春副總理提出來,力爭在下半年能夠開工。毛主席就在上面,做了一個批示“楊勇同志,你是委員會的統(tǒng)帥,希望你精心設計,精心施工,在建設過程中,一定會有不少錯誤失敗,隨時注意改正,是為至盼。毛澤東二月四日”,這是毛主席唯一一次對我們國家地鐵建設的批示。
7月1日,開工典禮是在八寶山舉行的,當時參加開工典禮的有朱德、鄧小平等主要負責領導,我印象比較深的是,羅瑞卿同志在會上說,我們國家原子彈都可以造,地鐵還有什么困難不能克服嗎?他的話對我們進行了鼓勵。
后來,地鐵正式開始全面建設。
有一段對于我很重要的個人經(jīng)歷,在此簡要回顧。
在北京地鐵籌建處成立之前,北京市的規(guī)劃部門就做過一個線網(wǎng)。北京市街道布局是棋盤式的,兩條南北直線,也就是東單-東四和西單-西四,兩條橫線,一個環(huán)線(沿內(nèi)城墻),外加兩條斜線,共七條線路。
1965年正式開工的時候,根據(jù)當時的形勢,近期工程是一個環(huán)線,然后由西直門到頤和園一個斜線,西郊石景山向東經(jīng)過天安門,然后到東郊的熱電廠。當時這條線路,也就是1號線路應該直接過來的。
我們施工方法是用敞口開挖的明挖法,按北京市民的叫法就是大開膛,因為天安門每年“五一”“十一”都有兩次重大的集會,天安門如果也這樣通過的話,這一開膛就一兩年甚至三年,那是不可以的。所以,我們第一條線路就是從南禮士路向南拐,沿著南城墻,一直到北京站為止。這時候它就不是1號線了,所以我們當時把這個工程叫做一期工程,沒叫1號線工程,它只是現(xiàn)在1號線的一部分和2號線的一部分。
這條線路直著走,正好到天安門地區(qū)遇到正陽門,正陽門城樓是天安門建筑群里面很重要的組成部分,哪能隨便拆的?當時的領導小組就請示了周總理,周總理很快給了答復,“正陽門不能拆,而且建國門、古觀象臺也不能動”。所以,線路到了正陽門,就又向南進行了小拐彎,從正陽門和箭樓之間穿過來。但是我們明挖都是用打樁機打樁,而且也是要搶速度,在這一段時間會有很多打樁機在打樁,我們就有了疑問,我們這兩座幾百歲的城門樓,能不能頂?shù)米∵@種震動幅度和頻率呢?安全有沒有問題?
在這個時候,我也接到上級安排的考察任務,即這個城門樓在施工過程當中有沒有受到影響?于是,在天安門管理處的一位管理員的陪同下,我們就登上了正陽門。一看,我感覺有些吃驚,幾百年的木結(jié)構(gòu)怎么這么新?很多木結(jié)構(gòu)都非常完整。問起緣故,天安門管理員就給我介紹,這個城門樓1903年八國聯(lián)軍來的時候給燒了,1906年滿清政府又重新修建的,在當時來說,也就只有50多年歷史,那當然很新了。所以這方面就沒有什么多大問題。
然后我們就接著看前面的箭樓,箭樓的外表有一些破壞,但上面基本沒有什么問題,我問管理員,上面沒有問題,那下面基礎怎么樣?管理員說他不知道。所以那天下午,我就到梁思成教授家里去了,我把情況給跟他說了一遍。梁思成教授很謙虛地說:“我對古建筑是有一些研究,但下面的工程情況我還是不太清楚,但是我給你找了一部分書?!痹瓉恚o我找好了十幾本書,大部分是英文的,還有小部分是中文的,都是一些過去的中外專家對北京古城調(diào)研之后寫的書。后來,通過進一步了解,我們知道了箭樓的下面都是木筏基礎,也是沒什么問題的。實際施工后也證明了,打樁過去之后沒有出現(xiàn)問題。
在我請教梁思成老教授之后,他最后還跟我說,你們地下鐵道的建筑設計是不是也應該傳承我國的民族建筑文化?我一下子反應到,那是不是要搞雕梁畫棟?我說那是不是太費錢啦?梁教授就指著旁邊的條案說,你看那個條案,看它的造型,就是這邊一個圓圈然后一個直線拉過來,這邊再接一個圓,這一看就是中國式的家具。他的意思簡而明了,要體現(xiàn)中國民族建筑的文化,不一定要花那么多錢。過了若干年后,回想這次接見,那時候正是批判梁思成復古主義思想的時候,他仍然還要強調(diào)堅持、傳承、博大精深的民族建筑文化,我內(nèi)心十分敬佩。
主持人:1964年,我們就提出來地鐵還是要建設,那么應該是第三次上馬了。后來北京地鐵一二期建成以后,客觀上我們有十來年時間沒有新線建設。那么這期間您在做什么工作呢?
周慶瑞:上世紀80年代后期,原國家計委成立了中國國際工程咨詢公司。其中有一項重要的工作,就是對國家的一些重要項目的可行性研究進行評估,并在咨詢公司下面成立一些專業(yè)公司。于是,以北京城建設計院為主體,吸收當時的上海隧道設計院、天津地下鐵道管理處、廣州市地下鐵道籌建處等幾個單位組成中國地鐵工程咨詢公司,由北京城建院的王新杰院長任總經(jīng)理,由院總工程師施仲衡任總工程師;而我在兩位領導下面擔任主任一職,管理中國地鐵工程咨詢公司的具體業(yè)務。
在這段時間中,我的主要工作是在中國國際工程咨詢公司潘曾同主任的領導下,組織地鐵咨詢公司的專家成立專家組,包括上海、廣州、北京等地專家。由施仲衡總工擔任組長,對北京、上海,南至廣州,北至沈陽,各城市修建地下鐵道的可行性報告和初步設計進行評估和審查。
另外,1988年1月1日,我們開始編了一本內(nèi)部刊物,叫《地鐵與輕軌》。在改革開放以前,我們只是知道一些前蘇聯(lián)的關于地鐵建設的資料,對西方國家一點都不了解。改革開放之后,國家圖書館及其情報研究所陸續(xù)引進了一些技術(shù)資料,我們也經(jīng)常派人出國考察。另外,北京和其他城市也在做自己的設計和一些施工,我們覺得這些經(jīng)驗是應該總結(jié)總結(jié)的。所以,我們就編了一本內(nèi)部雜志叫做《地鐵與輕軌》,用來進行國內(nèi)的技術(shù)交流。
同時,在王新杰和施仲衡兩位領導的領導下,我們又與中國貿(mào)促會聯(lián)系,并通過貿(mào)促會與香港的展覽公司聯(lián)系,在二十世紀九十年代,每隔兩年舉辦一次地鐵與輕軌展覽會,邀請西門子、阿爾斯通、龐巴迪等外國公司參加,促進國際間的交流。
當時,《地鐵與輕軌》雜志和地鐵與輕軌展覽會實在地推進了地鐵的建設技術(shù)?!兜罔F與輕軌》雜志是行業(yè)內(nèi)第一本專業(yè)期刊,它也是現(xiàn)在《都市快軌交通》的前身。因為這個是內(nèi)部刊物,辦了16年之后的2003年,我們想把它變成公開刊物。所以,就和北京交大聯(lián)合出版,雜志名稱變更為《都市快軌交通》。
1987年,中國地鐵咨詢公司成立之后,我們接到了國際公共交通聯(lián)合會(UITP)的邀請參加在瑞士洛桑舉行的47屆年會。組織上派我和葉大德同志去參加會議,后來北京城建總公司又讓汪學斌總工程師參加。我們到達日內(nèi)瓦后,大會組織委員會很熱情,專程派人到日內(nèi)瓦來接我們;第二天,瑞士洛桑市長也接見了我們。大會開幕當天,會議組織委員表示:主席臺上飄揚著中華人民共和國的五星紅旗,這代表著我們中國第一次有專家參加這個會議。最近聽說,UITP跟中國城市軌道交通協(xié)會也有一些聯(lián)系,這就是說在33年前,我們已經(jīng)和這個機構(gòu)有過聯(lián)系,而且還受到過熱情的接待。
主持人:您是我們城軌交通的老人了,面對現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的城市軌道交通,有什么想法嗎?
周慶瑞:根據(jù)中國城市軌道交通協(xié)會2020年9月30日之前的統(tǒng)計,我們國家大陸地區(qū)已經(jīng)有41座城市,7100多公里的運營線路。無論在建設規(guī)模,還是在建設速度,都居于世界的前列。中國城市軌道交通協(xié)會成立之后,組織了全國軌道交通界,形成一個巨大的力量,推進我們國家城市軌道交通的前進發(fā)展,作用很大。
目前,協(xié)會也正在大力推進提高工程質(zhì)量,應用新興的信息技術(shù),以智慧軌道交通推進地鐵發(fā)展,還有一些中青年專家,我覺得很有創(chuàng)新的理念和能力,很欣慰。我相信,我們國家今后城市軌道交通的發(fā)展,一定會走在世界的最前列,為城市、為人民提供更加優(yōu)越的交通服務。
主持人:謝謝您給我們回顧這段寶貴的歷程。我國城市軌道交通應該說從上個世紀中艱難起步,幾上幾落,直至本世紀,才進入了一個快速發(fā)展階段,所以我們要抓住機遇,牢記使命,推進城市軌道交通的健康發(fā)展。
注釋(來源百度百科):
[1]梁思成(1901年4月—1972年1月),畢生致力于中國古代建筑的研究和保護,是建筑歷史學家、建筑教育家和建筑師,被譽為中國近代建筑之父。
[2]徐向前(1901年11月-1990年9月),字子敬,出生于山西省五臺縣永安村。1927年3月,加入中國共產(chǎn)黨,1955年被授予元帥軍銜。徐向前同志是忠誠的共產(chǎn)主義戰(zhàn)士,堅定的馬克思主義者,久經(jīng)考驗的無產(chǎn)階級革命家、軍事家,中華人民共和國的締造者之一,長期擔任黨、國家和軍隊重要領導職務的卓越領導人。
[3]施仲衡,1931年11月5日出生于江蘇省蘇州市,上海人,中國工程院院士,城市軌道交通專家,中國城市軌道交通協(xié)會顧問兼專家委員會主任,北京交通大學、西南交通大學教授、博士生導師,《都市快軌交通》雜志主編。